自制太阳能手机充电器
使用手机的人都有过这样的经历:外出时手机电池突然没有电了,因充电器不在身边或找不到可以充电
的地方,影响了手机的正常使用。为了解决这一问题,本文介绍一种太阳能手机充电器,它使用太阳能
电池板,经电路进行直流电压变换后给手机电池充电,并能在电池充电完成后自动停止充电。
工作原理
太阳能电池在使用时由于太阳光的变化较大,其内阻又比较高,因此输出电压不稳定,输出电流也小,
这就需要用一个直流变换电路变换电压后供手机电池充电,直流变换电路见图 1,它是单管直流变换电路,
采用单端反激式变换器电路的形式。当开关管 VT1 导通时,高频变压器 T1 初级线圈 NP 的感应电压为 1
正 2 负,次级线圈 Ns 为 5 正 6 负,整流二极管 VD1 处于截止状态,这时高频变压器 T1 通过初级线圈 Np
储存能量;当开关管 VT1 截止时,次级线圈 Ns 为 5 负 6 正,高频变压器 T1 中存储的能量通过 VD1 整
流和电容 C3 滤波后向负载输出。
电路工作原理简述如下:
三极管 VT1 为开关电源管,它和 T1、R1、R3、C2 等组成自激式振荡电路。加上输入电源后,电流
经启动电阻 R1 流向 VT1 的基极,使 VT1 导通。
VT1 导通后,变压器初级线圈 Np 就加上输入直流电压,其集电极电流 Ic 在 Np 中线性增长,反馈线
圈 Nb 产生 3 正 4 负的感应电压,使 VT1 得到基极为正,发射极为负的正反馈电压,此电压经 C2、R3
向 VT1 注入基极电流使 VT1 的集电极电流进一步增大,正反馈产生雪崩过程,使 VT1 饱和导通。在 VT1
饱和导通期间,T1 通过初级线圈 Np 储存磁能。
与此同时,感应电压给 C2 充电,随着 C2 充电电压的增高,VT1 基极电位逐渐变低,当 VT1 的基极
电流变化不能满足其继续饱和时,VT1 退出饱和区进入放大区。
VT1 进入放大状态后,其集电极电流由放大状态前的最大值下降,在反馈线圈 Nb 产生 3 负 4 正的感
应电压,使 VT1 基极电流减小,其集电极电流随之减小,正反馈再一次出现雪崩过程,VT1 迅速截止。
VT1 截止后,变压器 T1 储存的能量提供给负载,次级线圈 Ns 产生的 5 负 6 正的电压经二极管 VD1
整流滤波后,在 C3 上得到直流电压给手机电池充电。
在 VT1 截止时,直流供电输人电压和 Nb 感应的 3 负 4 正的电压又经 R1、R3 给 C2 反向充电,逐渐
提高 VT1 基极电位,使其重新导通,再次翻转达到饱和状态,电路就这样重复振荡下去。
R5、R6、VD2、VT2 等组成限压电路,以保护电池不被过充电,这里以 3.6V 手机电池为例,其充电
限制电压为 4.2V。在电池的充电过程中,电池电压逐渐上升,当充电电压大于 4.2V 时,经 R5、R6 分
压后稳压二极管 VD2 开始导通,使 VT2 导通,VT2 的分流作用减小了 VT1 的基极电流,从而减小了 VT1